Carbonitrieren.

Was wir tun

Kohlenstoffnitrieren

Carbonitrieren ist ein austenitisches (über AC3) Einsatzhärtungsverfahren, das dem Aufkohlen ähnelt und bei dem Stickstoff (über NH3-Gas) hinzugefügt wird, um die Verschleißfestigkeit und Oberflächenhärte durch die Bildung einer gehärteten Oberflächenschicht zu erhöhen.

Vorteile des Carbonitrierens

Das Carbonitrieren wird in erster Linie angewandt, um einen harten und verschleißfesten Einsatz zu erzeugen. Durch die Diffusion von Kohlenstoff und Stickstoff wird die Härtbarkeit von unlegierten und niedrig legierten Stählen erhöht und ein härterer Einsatz als beim Aufkohlen erzeugt. Das Karbonitriereverfahren eignet sich besonders für die saubere Massenproduktion von Kleinteilen. Aufgrund der im Vergleich zum Aufkohlen niedrigeren Temperatur, die für das Carbonitrieren erforderlich ist, wird der Verzug reduziert. Die niedrige Abschreckgeschwindigkeit verringert das Risiko von Abschreckrissen.

Anwendungen & Materialien

Das austenitische Carbonitrieren wird erfolgreich für Bauteile eingesetzt, die in der Regel in Massenproduktion hergestellt werden, sowie für solche mit kleineren Abmessungen, bei denen eine hohe Verschleißfestigkeit erforderlich ist und die Einsatztiefe zwischen 0,1 und maximal 0,75 mm liegen muss. Typische Anwendungen sind:

• Zahnräder und Wellen
• Kolben
• Rollen und Lager
• Hebel in hydraulisch, pneumatisch und mechanisch betätigten Systemen.

In erster Linie zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit von unlegierten Stählen.

Es kann eine Vielzahl von Stählen karbonitriert werden, von unlegierten Stählen über unlegierte Stähle (mit reduziertem Aluminiumgehalt), niedrig legierte Stähle mit max. 0,25% Kohlenstoff, Automatenstähle und Sinterstahl.

Details zum Carbonitrierverfahren

Das (austenitische) Carbonitrieren ist eine thermochemische Behandlung, bei der sowohl Kohlenstoff als auch Stickstoff in die Oberfläche des Bauteils eingebracht werden, in der Regel gleichzeitig. Das Verfahren wird bei niedrigeren Temperaturen und in der Regel kürzer als das Aufkohlen durchgeführt, so dass die Bauteile weniger anfällig für Verzug sind. Der eindiffundierte Stickstoff hat eine stabilisierende Wirkung auf den Austenit und senkt die kritische Abschreckgeschwindigkeit und damit die Härtbarkeit des Stahls.

Zur Verringerung des Verzugs können weniger strenge Abschreckmedien wie Öl anstelle der für Baustahl erforderlichen Wasserabschreckung verwendet werden.

Das Karbonitrieren wird in der Regel in einem Temperaturbereich von 820-900°C in einer Gasatmosphäre unter Zugabe von 0,5 bis 0,8% Kohlenstoff und 0,2-0,4% (< 5%) Stickstoff auf die Oberfläche von unlegiertem oder niedrig legiertem Stahl. Nach der Diffusionszeit werden die Bauteile direkt in Öl abgeschreckt. Die erreichte Einsatzhärtetiefe (CHD) ist in der Regel nicht größer als etwa 0,7 mm und hängt nicht nur von der Karbonitriertiefe, sondern auch von der Härtetemperatur, der Abschreckgeschwindigkeit, der Härtbarkeit des Stahls und den Abmessungen des Bauteils ab. Die Wärmebehandlung wird durch ein Anlassen bei niedriger Temperatur zwischen 150 und 200 °C für den höheren Einsatztiefenbereich abgeschlossen, um die Sprödigkeit zu verringern, und hängt von den tribologischen Bedingungen ab.